人教版选修32 6.2传感器的应用 作业.doc

6.2传感器的应用课时作业基础达标1办公大楼的大门能“看到”人的到来或离开而自动开或关，利用的传感器是()a生物传感器 b红外传感器c温度传感器 d压力传感器【解析】自动门的自动控制要求灵敏、可靠，若以温度控制，人的体温与夏季气温接近，在夏季自动门可能误动作自动门实际使用的是红外线传感器，红外线属于不可见光，人在白天或黑夜均发出红外线，传感器接收到人体发出的红外线后传给自动控制装置的电动机，实现自动开门【答案】b2电熨斗能自动控制温度，在熨烫不同的织物时，设定的温度可以不同，如图为电熨斗的结构图，电熨斗内部装有双金属片，双金属片上层金属的膨胀系数大于下层金属，若把熨烫的棉麻衣物换成丝绸衣物，则如何调节调温旋钮()织物材料尼龙合成纤维丝绸羊毛麻低高a.向下 b向上c保持原状 d不能确定【解析】由题意知，电熨斗由熨烫的棉麻衣物换成丝绸衣物，就是要求电熨斗在低温易断开，因双金属片上层金属的膨胀系数大于下层金属，使双金属片向下弯曲，上下触点脱离，电路断开，因此，应向上调节调温旋钮，双金属片受热时，易使触点分离，所以选b.【答案】b3传感器在日常生活中的应用越来越广泛，温度传感器(实质是自动开关)是其中的一种某一食品消毒柜就是利用温度传感器来自动控制电路的常温下，该温度传感器是闭合的；当温度达到某一设定值时，传感器自动断开，从而切断整个电路下列关于该消毒柜的几种电路图中(图中s为电源开关)，连接正确的是()【解析】a电路中，当温度升高到某一设定值时，电路会断开；b、c、d电路中，温度升高到某一设定值时，传感器会断开，但整个电路不会断开电源开关s闭合后，消毒柜开始工作，当温度达到某一设定值时，传感器自动断开，整个电路也断开，所以a选项正确【答案】a4.如右图中电容式话筒右侧固定不动的金属板b，与能在声波驱动下沿水平方向振动的镀上金属层的振动膜a构成一个电容器，a、b分别通过导线与恒定电源两极相接，声源s做位移xasin200t的振动，则有()aa振动过程中，a、b板之间的电场强度不变ba振动过程中话筒会产生电磁波c导线ac电流的频率为1000 hzda向右位移最大时，a、b板形成的电容最大【解析】由于振动膜振动，两极板间形成振动的电场而形成电磁波，导线内形成声音振动电流向右位移最大时两极板间距最小，电容最大导线中电流的频率等于声源s振动的频率f/2100 hz.【答案】bd5某同学设计的家庭电路保护装置如图所示铁芯左侧线圈l1由火线和零线并行绕成当右侧线圈l2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关k，从而切断家庭电路仅考虑l1在铁芯中产生的磁场，下列说法错误的是()a家庭电路正常工作时，l2中的磁通量为零b家庭电路中使用的电器增多时，l2中的磁通量不变c家庭电路发生短路时，开关k将被电磁铁吸起d地面上的人接触火线发生触电时，开关k将被电磁铁吸起【解析】当电路正常工作时，电流经火线流入用电器，再经零线流回由于火线和零线并行绕在铁芯左侧，火线和零线中的电流反向，合磁通量为零，故a、b正确用电器短路后，火线和零线中电流仍然等大、反向，铁芯中无磁通量，开关不会被电磁铁吸起，c错误当地面上的人触电时，火线中的电流经人体流入大地，由于电磁感应，l2产生感应电流，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关k，从而切断家庭电路，d正确，故应选择c.【答案】c6请用仪器：热敏电阻，学生电源，继电器，滑动变阻器，开关，导线等设计一个由温度控制小灯泡发亮的电路【解析】设计图如图，闭合s1后，有电流通过继电器，但r1较大，继电器产生的磁场较弱，当r1的温度升高，电阻减小，继电器产生的磁场显著增大，s2被吸下来，小灯泡发光，温度降低，磁性减弱，s2弹开，小灯泡熄灭，从而达到由温度控制灯泡的亮和灭【答案】见解析7.如图所示为一实验小车中利用光电脉冲测量车速和行程的示意图a为光源，b为光电接收器，a、b均固定在小车上，c为小车的车轮d为与c同轴相连的齿轮，车轮转动时，a发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号，被b接收并转换成电信号，由电子电路记录和显示若实验显示单位时间的脉冲数为n，累积脉冲数为n，试完成下列问题的解答：(1)要测小车的速度和行程还必须测量的物理量或数据是哪些？(2)推导小车速度的表达式(3)推导小车行程的表达式【解析】由于车轮与齿轮同轴故角速度相等，如果测出角速度并已知车轮的半径r，则车的速度为vr./t2n/p(式中p为齿轮的齿数)；车速为vr2rn/p；行程为svtvn/n2rn/p.因此：(1)要测出小车的速度和行程还必须测量的物理量或数据是车轮半径r和齿轮的齿数p；(2)小车速度的表达式为v2rn/p；(3)小车行程的表达式为s2rn/p.【答案】(1)车轮的半径r和齿轮的齿数p(2)v2rn/p(3)s2rn/p能力提升1.如图所示，两块水平放置的金属板距离为d，用导线、电键k与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的变化磁场b中两板间放一台小压力传感器，压力传感器上表面静止放置一个质量为m、电量为q的小球k断开时传感器上有示数，k闭合时传感器上恰好无示数则线圈中的磁场b的变化情况和磁通量变化率分别是()a正在增加， b正在增加，c正在减弱， d正在减弱，【解析】k闭合时传感器上恰好无示数，说明小球所受电场力和重力平衡，由于小球带正电，所以电容器上极板为负，由楞次定律，可知线圈中的磁场b正在增加根据分析列出方程：mgqn，解得，可见b选项正确【答案】b2.家用电热灭蚊器中电热部分的主要部件是ptc元件，ptc元件是由酞酸钡等半导体材料制成的电阻器，其电阻率与温度的关系如图所示，由于这种特性，ptc元件具有发热、控温两重功能，对此以下说法中正确的是()a通电后其功率先增大后减小b通电后其功率先减小后增大c当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1至t2的某一值不变d当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1或t2不变【解析】根据ptc元件的电阻率随温度变化的曲线，可知在常温下，它的电阻是相当小的，通入电流以后，随着温度的升高，其电阻率先变小后增大，那么它的功率先变大，后变小，温度保持在t1至t2的某一值不变，这时候电路处于稳定状态，如果温度再升高，电阻率变大，导致电流变小，温度就会降下来；如果温度降低，电阻率减小，导致电流变大，温度就会升上去，所以本题答案为a、c.【答案】ac3.有一种测量人体重的电子秤，其原理图如右图中的虚线所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器r(是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表g(实质是理想电流表)设踏板的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为3 a，电源电动势为12 v，内阻为2 ，电阻r随压力变化的函数式为r300.02f(f和r的单位分别是n和)下列说法正确是()a该秤能测量的最大体重是1400 nb该秤能测量的最大体重是1300 nc该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表g刻度盘0.375 a处d该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表刻度盘0.400 a处【答案】ac4温度传感器是对温度敏感的元件，它将感受到的温度信号转变成测量的量(一般是电学量)，从而直接反映出其变化某种材料的rt图线如下图甲所示(1)它能否作为温度传感器的感应元件？(2)把这种材料制成的电阻和一个电热器串联，如图乙，可达到何种自动控制效果？【解析】温度升高或降低导致r阻值发生变化，使电路中电流发生变化，导致电热器上的电压发生改变，因此可以起到控制效果【答案】(1)能(2)可达到使电热器保持一定温度的效果5为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx)某光敏电阻rp在不同照度下的阻值如表：照度(lx)0.20.40.60.81.01.2电阻(k)754028232018(1)根据表中数据，请在给定的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线，并说明阻值随照度变化的特点(2)如图所示，当1、2两端所加电压上升至2 v时，控制开关自动启动照明系统请利用下列器材设计一个简单电路，给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0(lx)时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图(不考虑控制开关对所设计电路的影响)提供的器材如下：光敏电阻rp(符号，阻值见上表)；直流电源e(电动势3 v，内阻不计)；定值电阻：r110 k，r220 k，r340 k(限选其中之一并在图中标出)；开关s及导线若干【解析】(1)描绘图象应注意：各点均匀分布在图线两侧，且图线应用平滑曲线，而不能成为各点